Velocity measurements in a strongly swirling natural gas flame

Abstract

The present study was focused on the turbulent L = Q~*~ Qair.st velocity field of a central annular natural gas jet which d, m = d T 0 penetrated a strongly swirling air flow. Due to the high p swirl number S = 0.95 and the high momentum ratio, the fuel jet was almost immediately integrated into the air Q stream. High rates of shear resulted in an intensive turRe bulent mixing process between natural gas and air. The central hub of the fuel exit annulus stabilized the reverse flow zone at a fixed location. The present nozzle configuration resulted in a very stable and symmetric flame. 6esch wincligkeitsmessungen in einer stark verdrallten ErdgasflammeZusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird das Geschwindigkeitsfeld einer stark verdrallten Erdgasflamme vorgestellt. Es bildet die Basis ffir die intensive turbulente Durchmischung zwischen Brennstoff und Verbrennungsluft, die ffir Drallflammen charakteristisch ist. Aus einem zentralen Ringspalt tritt Erdgas aus und wird sofort in den stark verdrallten Luftstrahl integriert. Die Flamme stabilisiert sich nahe/fiber dem Brenneraustritt und brennt symmetrisch. Als Mefldaten werden Mittelwerte f/fir Axial-und Umfangsgeschwindigkeit zur Verffigung gestellt, sowie die Standardabweichungen und die Reynolds-Stress-Tensor Komponenten des Geschwindigkeitsvektors. Aufgrund der Kleinheit der mittleren Radialgeschwindigkeit werden diese Mefldaten nicht gezeigt. Die vorgestellten Ergebnisse dienen als Basis zur Validierung yon Turbulenzmodellen. List of symbols b width of fuel nozzle annulus d diameter D diameter, without index: air nozzle, 60 mm f focal length I momentum ratio